基于FPGA的声源定位系统软硬件设计

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基于FPGA的声源定位系统软硬件设计

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基于FPGA的声源定位系统软硬件设计

论文目录
摘要	第1-5页
ABSTRACT	第5-10页
第1章绪论	第10-20页
1.1 课题背景及研究的目的和意义	第10-11页
1.2 声源定位系统的国内外发展现状	第11-14页
1.2.1 国外发展现状	第11-13页
1.2.2 国内发展现状	第13-14页
1.3 基于麦克风阵列的声源定位算法	第14-16页
1.4 基于FPGA实现声源定位的优势与难点	第16-18页
1.5 本文的主要研究内容与结构	第18-20页
第2章声源定位原理及算法介绍	第20-36页
2.1 引言	第20页
2.2 麦克风阵列几何模型	第20-24页
2.2.1 麦克风介绍	第20-21页
2.2.2 麦克风阵列模型及其设计难点	第21-24页
2.2.3 近场和远场模型介绍	第24页
2.3 基于到达时间差的定位原理	第24-31页
2.3.1 延时估计	第24-27页
2.3.2 定位估计	第27-31页
2.4 声源定位算法MATLAB仿真	第31-35页
2.4.1 TDOA算法MATLAB仿真	第31-32页
2.4.2 MUSIC算法MATLAB仿真	第32-34页
2.4.3 仿真结果比较	第34-35页
2.5 本章小结	第35-36页
第3章基于FPGA的声源定位系统硬件设计	第36-49页
3.1 引言	第36页
3.2 总体方案设计	第36-37页
3.3 麦克风阵列设计	第37-39页
3.3.1 麦克风类型选择	第37-38页
3.3.2 麦克风阵列结构	第38页
3.3.3 麦克风阵元间距	第38-39页
3.4 FPGA核心板介绍	第39-41页
3.4.1 主控芯片的选取	第39-40页
3.4.2 核心板功能介绍	第40-41页
3.5 外设电路设计	第41-46页
3.5.1 信号调理模块设计	第41-42页
3.5.2 电源供电模块设计	第42-43页
3.5.3 AD7606模块设计	第43-45页
3.5.4 SD卡存储模块设计	第45-46页
3.6 系统硬件设计注意事项及功耗估计	第46-48页
3.6.1 系统硬件设计注意事项	第46-47页
3.6.2 系统硬件功耗估计	第47-48页
3.7 本章小结	第48-49页
第4章基于FPGA的声源定位系统软件设计	第49-63页
4.1 引言	第49页
4.2 软件总体设计方案	第49-51页
4.2.1 总体方案设计	第49-50页
4.2.2 软件开发环境介绍	第50-51页
4.3 硬件电路控制程序设计与仿真	第51-54页
4.3.1 顶层控制模块程序设计	第51页
4.3.2 AD7606控制模块程序设计	第51-53页
4.3.3 SD卡存储模块程序设计	第53-54页
4.3.4 显示模块程序设计	第54页
4.4 定位算法程序设计与仿真	第54-62页
4.4.1 FFT运算模块程序设计	第55-56页
4.4.2 互功率谱模块程序设计	第56-58页
4.4.3 频域加权模块程序设计	第58页
4.4.4 IFFT模块程序设计	第58-59页
4.4.5 峰值检测模块程序设计	第59-60页
4.4.6 CORDIC算法模块程序设计	第60-62页
4.5 本章小结	第62-63页
第5章系统测试及其实验	第63-76页
5.1 引言	第63页
5.2 系统硬件性能分析	第63-66页
5.2.1 麦克风采样电路同步性及精度分析	第63-64页
5.2.2 系统资源消耗量分析	第64-65页
5.2.3 数据转换结果精度分析	第65-66页
5.3 定位结果评价方法	第66-67页
5.4 线性麦克风阵列定位Modelsim仿真分析	第67-70页
5.4.1 远场模型定位Modelsim仿真分析	第67-68页
5.4.2 近场模型定位Modelsim仿真分析	第68-70页
5.5 定位实验结果分析	第70-75页
5.5.1 实验平台的搭建	第70-71页
5.5.2 不同角度和距离下定位结果分析	第71-72页
5.5.3 不同阵元间距下定位结果分析	第72-73页
5.5.4 系统误差分析	第73-75页
5.6 本章小结	第75-76页
结论	第76-78页
参考文献	第78-83页
致谢	第83页

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